(57)【要約】【課題】  接着接合タイプの熱交換器であっても、熱交換器の性能低下や快適性の悪化を防止することが可能な熱交換器およびその製造方法を提供すること。【解決手段】  接着剤層２２が形成された伝熱プレート１１を相互に接着して形成した蒸発器１の本体構成１ａ（（ａ）〜（ｃ）参照）に処理液を塗布し、表面に親水性、抗菌性、耐食性、臭気発生抑止性、および熱伝導性の少なくともいずれかの機能を向上する機能性皮膜層３１を形成する（（ｄ）参照）。したがって、蒸発器１の水滴飛散防止、不快臭発生防止、腐食発生防止、および熱交換効率向上のいずれかを達成することが可能である。このようにして、接着接合タイプの蒸発器１であっても、蒸発器１の性能低下や使用環境の快適性の悪化を防止することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成部材（１１）相互が接着剤（２２Ａ）により接合された熱交換器において、
前記構成部材（１１）の表面を被覆し、被覆することにより前記表面の親水性、抗菌性、耐食性、臭気発生抑止性、および熱伝導性の少なくともいずれかの機能を向上する皮膜（３１）を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
複数の構成部材（１１）相互を接着剤（２２Ａ）により接合する接着工程と、
前記構成部材（１１）の表面に、この表面の親水性、抗菌性、耐食性、臭気発生抑止性、および熱伝導性の少なくともいずれかの機能を向上する皮膜（３１）を形成する処理液を塗布する塗布工程とを備えることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項３】
複数の構成部材（１１）相互を接着剤（２３Ａ）により接合する接着工程と、
前記接着工程の前に、前記構成部材（１１）の表面の親水性、抗菌性、耐食性、臭気発生抑止性、および熱伝導性の少なくともいずれかの機能を向上する成分を前記接着剤（２３Ａ）に添加する添加工程とを備えることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の構成部材相互が接着剤により接合された熱交換器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、製造時の消費エネルギー低減等を目的として、例えば、樹脂コーティングされたアルミニウム材料を熱交換器の構成部材に使用し、構成部材同士がコーティング樹脂により接着された、所謂接着接合タイプの熱交換器が知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２４３３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術の熱交換器を例えば車両用空調装置の蒸発器に適用した場合、蒸発器の運転中に大気中の水分が表面で凝縮して水滴となり、この水滴が蒸発器の空気下流側の車室内に飛散する場合があるという問題がある。また、蒸発器構成部材および蒸発器表面で増殖した微生物に起因する不快臭の発生、構成部材のコーティング樹脂欠損部（例えばピンホール部）における腐食の発生、接着剤としての樹脂による熱伝導性の低下等、熱交換器性能の低下や使用環境快適性の悪化等を招く場合があるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、接着接合タイプの熱交換器であっても、熱交換器の性能低下や快適性の悪化を防止することが可能な熱交換器およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の熱交換器では、複数の構成部材（１１）相互が接着剤（２２Ａ）により接合された熱交換器において、構成部材（１１）の表面を被覆し、被覆することにより表面の親水性、抗菌性、耐食性、臭気発生抑止性、および熱伝導性の少なくともいずれかの機能を向上する皮膜（３１）を備えることを特徴としている。
【０００６】
これによると、構成部材（１１）相互を接着した熱交換器（１）の表面の親水性、抗菌性、耐食性、臭気発生抑止性、および熱伝導性の少なくともいずれかの機能を向上して、水滴飛散防止、不快臭発生防止、腐食発生防止、および熱交換効率向上の少なくともいずれかを達成することが可能である。したがって、接着接合タイプの熱交換器（１）であっても、熱交換器（１）の性能低下や使用環境の快適性の悪化を防止することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明の熱交換器の製造方法では、複数の構成部材（１１）相互を接着剤（２２Ａ）により接合する接着工程と、構成部材（１１）の表面に、この表面の親水性、抗菌性、耐食性、臭気発生抑止性、および熱伝導性の少なくともいずれかの機能を向上する皮膜（３１）を形成する処理液を塗布する塗布工程とを備えることを特徴としている。
【０００８】
これによると、請求項１に記載の熱交換器（１）を製造することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明の熱交換器の製造方法では、複数の構成部材（１１）相互を接着剤（２３Ａ）により接合する接着工程と、接着工程の前に、構成部材（１１）の表面の親水性、抗菌性、耐食性、臭気発生抑止性、および熱伝導性の少なくともいずれかの機能を向上する成分を接着剤（２３Ａ）に添加する添加工程とを備えることを特徴としている。
【００１０】
これによると、接着剤（２３Ａ）への添加成分により、接着剤（２３Ａ）の層を機能向上皮膜とする請求項１に記載の熱交換器（１）を製造することができる。
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態における車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる熱交換器である蒸発器（エバポレータ）１の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、蒸発器１の構成部材である伝熱プレート１１の概略構造を示す平面図である。
【００１３】
図１に示すように、蒸発器１は、冷媒の導入・導出部であるタンク部２と熱交換部であるコア部３とを備え、図２に示すタンク形成部１２とコア形成部１３とがプレス加工により形成された伝熱プレート１１を複数枚積層し接着一体化して形成されている。
【００１４】
図３は、蒸発器１のコア部３における１つの冷媒細径通路（φ１ｍｍ前後）１４部位を拡大してモデル的に示した、蒸発器１の製造工程を示す工程別断面図である。
【００１５】
図３（ａ）に示すように、伝熱プレート１１は、金属板材（金属母材）２１の片面もしくは両面（本例では両面）に、Ｂステージ（未架橋）の熱硬化型接着剤からなる未硬化固状皮膜である接着剤層２２（本例では厚さ約１０μｍ）を形成し、これをプレス加工して形成されている。
【００１６】
ここで、金属母材としては、伝熱性および軽量化の見地からＡｌ系金属を採用している。Ａｌ系金属とは、ＡｌおよびＡｌ系合金を含み、Ａｌ系合金としては、例えば、Ａ２０００系（Ａｌ−Ｃｕ系）、Ａ３０００系（Ａｌ−Ｍｎ系）、Ａ５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）、Ａ６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、Ａ７０００系（Ａｌ−Ｚｎ系）等を使用できる。ここで、材料記号はＪＩＳ記号である。
【００１７】
接着剤層２２に使用する熱硬化型接着剤としては、未硬化固状（Ｂステージ状）のものを入手可能もしくは製造可能なものであれば特に限定されない。例えば、固形エポキシ、エポキシ／フェノリック、ナイロン／エポキシ、ニトリル／エポキシ等を使用できる。
【００１８】
金属母材（圧延板）の表面にＢステージのフィルム状接着剤を載置し、必要により若干加熱した圧着ローラで圧着して金属板材２１の表面に接着剤層２２を形成する。なお、接着剤層２２の形成は、フィルム状接着剤の圧着によらず接着剤の塗布により行なってもよい。ローラ塗り、刷毛塗り、スプレー塗り、浸漬塗り等により塗布形成することができる。
【００１９】
金属板材２１の表面に接着剤層２２を形成したら、プレス加工により伝熱プレート１１（図２参照）を形成する。
【００２０】
例えば、タンク・コア形成部１２、１３のプレス加工（フォーミング）を行なった後、伝熱プレート１１を打ち抜く順送り加工、または、ブランクを打ち抜き後、タンク・コア形成部１２、１３のプレス加工（フォーミング）を行なうトランスファ加工により形成する。
【００２１】
このとき、接着剤層２２は、実質的に粘着性を有しない未硬化固状層であるため、加工機や他部品に接触しても接着剤が付着せず、取扱いが容易である。
【００２２】
金属板材２１の表面に接着剤層２２を形成しプレス加工により図３（ａ）に示す伝熱プレート１１を得たら、図３（ｂ）に示すように、伝熱プレート１１を仮組み立て後、加熱雰囲気において、未硬化接着剤層を完全硬化（架橋）する。
【００２３】
これにより、図３（ｃ）に示すように、硬化した接着剤層２２Ａにより金属板材（実質的な構成部材）２１相互が接着され、蒸発器１の本体構成１ａが形成される。
【００２４】
図３（ｃ）に示す蒸発器１の本体構成１ａを形成したら、この表面に、図３（ｄ）に示すように、機能性皮膜層（本実施形態における皮膜）３１を形成する。
【００２５】
本例では、図４にも断面拡大図示するように、蒸発器１の本体構成１ａを、ポリアクリルアミド、ポリビニルスルホン酸等の親水性官能基を有する樹脂の水性処理液に浸漬後、加熱架橋して、蒸発器１表面の親水性および臭気発生抑止性を本体構成１ａより向上する機能性皮膜層３１（厚さ約０．２μｍ）を硬化した接着剤層２２Ａ上に形成した。
【００２６】
図３（ｂ）、（ｃ）に示す工程が本実施形態における接着工程であり、図３（ｄ）に示す機能性皮膜層３１を形成するために図３（ｃ）に示す本体構成１ａを処理液に浸漬する工程が本実施形態における塗布工程である。
【００２７】
上述の構成および製造方法によれば、複数の伝熱プレート１１相互を接着した蒸発器１の表面に、機能性皮膜層３１を形成して、親水性、および臭気発生抑止性の機能を付与向上することができる。したがって、蒸発器１からの水滴飛散、および不快臭発生等を防止することができる。このようにして、接着接合タイプの蒸発器１であっても、蒸発器１の使用環境における快適性の悪化を防止することができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、蒸発器１の本体構成１ａの表面に機能性皮膜層３１を形成して、蒸発器１表面の親水性および臭気発生抑止性を本体構成１ａより向上するものであったが、機能向上特性はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
例えば、機能性皮膜層３１をキトサン樹脂を主要成分とする皮膜として形成し、蒸発器１表面の親水性および抗菌性を向上し、蒸発器１の使用環境における快適性の悪化を防止するものであってもよい。
【００３０】
また、機能性皮膜層３１を前記ポリアクリルアミド、ポリビニルスルホン酸等の親水性官能基を有する樹脂にキトサン樹脂粉末等の抗菌性を有する成分を添加したものからなる皮膜として形成し、蒸発器１表面の親水性および抗菌性を向上し、蒸発器１の使用環境における快適性の悪化を防止するものであってもよい。
【００３１】
さらにまた、金属母材を構成するＡｌ系金属より卑な金属である亜鉛の粉末を含有する樹脂層を機能性皮膜層３１として形成し、亜鉛の犠牲腐食作用により、接着剤層２２Ａにピンホール等があったとしても金属板材２１が腐食を防止する機能（耐食性）を向上するものであってもよい。これによれば、蒸発器１の性能低下を防止することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５に基づいて説明する。本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、接着剤層と機能性皮膜層とを同一層とし、接着剤層に接着以外の機能を発現させている点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００３３】
図５は、第１の実施形態における図４に対応する要部拡大断面図である。
【００３４】
図５に示すように、本実施形態において、蒸発器１の実質的な構成部材である金属板材２１相互を接着している接着剤層２３Ａは、前述の第１の実施形態における接着剤層２２Ａと同一の接着剤中にキトサン樹脂粉末を含有している。
【００３５】
本実施形態では、金属母材２１の表面にＢステージ（未架橋）の熱硬化型接着剤からなる接着剤層を形成するときに、接着剤を融解可能な溶剤を用い希釈した液状の熱硬化型接着剤中にキトサン樹脂を分散してＢステージ状としたものを層形成している。
【００３６】
蒸発器１を製造するときには、キトサン樹脂を分散した接着剤層を有する伝熱プレートを形成し、第１の実施形態と同様に、複数の伝熱プレートを仮組み後加熱接着している。したがって、第１の実施形態における塗布工程は省略している。
【００３７】
伝熱プレート相互を接着する工程が本実施形態における接着工程であり、液状の熱硬化型接着剤中にキトサン樹脂を分散添加する工程が添加工程である。
【００３８】
上述の構成および製造方法によれば、複数の伝熱プレート１１相互を接着した蒸発器１の表面に、機能性皮膜として機能を発現する接着剤層２３Ａ（本実施形態における皮膜）を形成して、親水性、および抗菌性の機能を付与向上することができる。したがって、蒸発器１からの水滴飛散、および不快臭発生等を防止することができる。このようにして、接着接合タイプの蒸発器１であっても、蒸発器１の使用環境における快適性の悪化を防止することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、接着剤中にキトサン樹脂を添加して蒸発器１表面の親水性および抗菌性を向上するものであったが、機能向上特性はこれらに限定されるものではない。
【００４０】
例えば、接着剤中に第１の実施形態における機能性皮膜層３１の樹脂成分を添加して、蒸発器１表面の親水性および臭気発生抑止性を向上し、蒸発器１の使用環境における快適性の悪化を防止するものであってもよい。
【００４１】
また、金属母材を構成するＡｌ系金属より卑な金属である亜鉛の粉末を接着剤中に添加して、亜鉛の犠牲腐食作用により、接着剤層２３Ａにピンホール等があったとしても金属板材２１が腐食を防止する機能（耐食性）を向上するものであってもよい。これによれば、蒸発器１の性能低下を防止することができる。
【００４２】
また、接着剤中に金属または金属酸化物フィラーを添加し、接着剤層２３Ａの熱伝導性を向上するものであってもよい。これによれば、蒸発器１の熱交換性能の低下を防止することができる。ここで、金属板材２１を構成する金属より卑な金属のフィラーを採用すれば、耐食性と熱伝導性をともに向上することができる。
【００４３】
（他の実施形態）
上記第１の実施形態では、機能性皮膜層３１は一層であったが、複数層からなるものであってもよい。例えば、図６に示すように、接着剤層２２Ａ上に、耐食性向上を目的として亜鉛含有樹脂層１３ａを形成するとともに、親水性および臭気発生抑止性向上を目的として第１実施形態における機能性皮膜層３１と同様の層１３ｂを形成するものであってもよい。
【００４４】
また、機能性皮膜層３１を複数層とせず、単一層において複数の機能を発現するようにしたものであってもよい。
【００４５】
また、上記第２の実施形態においても、接着剤中に機能発現成分を複数成分添加するものであってもかまわない。
【００４６】
また、上記各実施形態では、表面の機能を向上する皮膜（機能性皮膜層３１もしくは接着剤層２３Ａ）を蒸発器１の表面の全部に形成していたが、機能向上が要求される一部であってもかまわない。
【００４７】
また、上記各実施形態では、実質的な構成部材（上記各実施形態では金属板材２１）はＡｌ系金属により構成されていたが、Ａｌ系金属に限定されるものではない。例えば、Ｃｕ合金であってもよい。また、実質的な構成部材をなす母材は金属材料に限定されるものでもなく、形状自由度等を得るために樹脂材料（例えばポリフェニレンサルファイド樹脂）を採用するものであってもよい。
【００４８】
また、上記各実施形態では、蒸発器１はプレート積層タイプであったが、これに限定されるものではない。例えば、多孔チューブとコルゲートフィンとを積層するタイプであってもかまわない。
【００４９】
また、上記各実施形態では、熱交換器は蒸発器であったが、本発明は蒸発器以外の熱交換器にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態における熱交換器である蒸発器１の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態における蒸発器１の構成部材である伝熱プレート１１の概略構造を示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態における蒸発器１の製造工程を示す工程別要部断面図である。
【図４】第１の実施形態における蒸発器１の要部拡大断面図である。
【図５】第２の実施形態における蒸発器１の要部拡大断面図である。
【図６】他の実施形態における蒸発器１の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  蒸発器（熱交換器）
１１  伝熱プレート（構成部材）
２１  金属板材
２２、２２Ａ  接着剤層（接着剤）
２３Ａ  接着剤層（接着剤、第２の実施形態における皮膜）
３１  機能性皮膜（第１の実施形態における皮膜）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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